Ácidos nucleicos são uma das quatro classes essenciais de biomoléculas que constituem as células vivas, ao lado de proteínas, carboidratos e lipídios. Ao contrário dos outros três, o DNA e o RNA não servem como fonte direta de energia para os organismos, razão pela qual você não os encontrará listados nos rótulos nutricionais.

Função e princípios básicos do ácido nucleico

DNA e RNA atuam como sistemas de armazenamento e transmissão de informação genética. O DNA no núcleo de quase todas as células forma cromossomos, análogos ao disco rígido de um computador que contém o sistema operacional completo. O RNA mensageiro (mRNA), por outro lado, carrega o código de uma única proteína, semelhante a um pen drive que transporta um arquivo crítico ao ribossomo para tradução.

Estrutura dos Ácidos Nucleicos

Os ácidos nucleicos são polímeros de nucleotídeos, cada um compreendendo um açúcar pentose, um grupo fosfato e uma base nitrogenada. No RNA o açúcar é a ribose; no DNA é desoxirribose. Embora os nucleotídeos normalmente carreguem um único fosfato, moléculas como o ATP (trifosfato de adenosina) podem conter vários fosfatos e são fundamentais para a transferência de energia celular.

Diferenças específicas entre DNA e RNA

A ribose contém um grupo hidroxila (-OH) no carbono 2, enquanto a desoxirribose o substitui por um átomo de hidrogênio, dando ao DNA uma estrutura mais estável. As bases nitrogenadas também diferem:o DNA utiliza adenina (A), citosina (C), guanina (G) e timina (T); O RNA substitui a timina por uracila (U).

Tipos de ácidos nucléicos

O DNA armazena o modelo genético permanente que governa a função celular e a hereditariedade. O RNA, principalmente o mRNA, extrai essas informações e as entrega aos ribossomos onde as proteínas são sintetizadas, possibilitando a execução de processos celulares.

Emparelhamento de bases em ácidos nucléicos

As purinas (A, G) possuem dois anéis fundidos; pirimidinas (C, T no DNA, C, U no RNA) têm um anel. O emparelhamento complementar – A com T (ou U no RNA) e C com G – garante o alinhamento adequado e a estabilidade da dupla hélice.

Estrutura do DNA

O icónico modelo de dupla hélice, descrito por Watson e Crick em 1953, valeu-lhes o Prémio Nobel, enquanto o trabalho de difração de raios X de Rosalind Franklin foi fundamental para a descoberta. A forma helicoidal minimiza a tensão energética, permitindo que a estrutura açúcar-fosfato e as interações dos pares de bases coexistam de forma ideal.

Ligação entre componentes de nucleotídeos

As fitas de DNA alternam unidades de fosfato e açúcar, ligadas por ligações fosfodiéster que se formam quando o fosfato 5’ de um nucleotídeo se liga à hidroxila 3’ do próximo. Essa espinha dorsal fornece integridade estrutural enquanto as bases ficam voltadas para dentro, formando pares complementares entre as duas fitas.

A Estrutura do RNA

O RNA é de fita simples e não possui parceiro complementar. Isso permite que ele se dobre em diversas estruturas secundárias – laços, hastes e grampos – permitindo funções versáteis que vão além da simples transferência de informações.

Tipos de RNA

• mRNA :carrega a sequência do gene transcrito para os ribossomos para síntese de proteínas.
• rRNA :Constitui o núcleo dos ribossomos, fornecendo suporte estrutural e atividade catalítica para a formação de ligações peptídicas.
• RNAt :combina aminoácidos com códons no mRNA durante a tradução, com cada tRNA reconhecendo um dos 20 aminoácidos padrão.

Um comprimento representativo de ácido nucleico

Dada a sequência de DNA AAATCGGCATTA , a presença de timina confirma que é DNA. Sua vertente complementar seria TTTAGCCGTAA . O transcrito de mRNA correspondente espelharia o DNA complementar, mas substituiria a timina por uracila, produzindo UUUAGCCGUAA .

Replicação de DNA

A replicação começa quando a dupla hélice se separa, expondo as fitas simples. Cada fita modelo orienta a síntese de uma nova fita complementar em direções opostas:as fitas principais crescem continuamente, enquanto as fitas atrasadas formam fragmentos de Okazaki que são posteriormente unidos, resultando em duas hélices duplas antiparalelas.

Transcrição de RNA

A transcrição também requer a separação da cadeia de DNA. A RNA polimerase sintetiza um pré-mRNA que contém íntrons e éxons. O splicing remove os íntrons, ligando os éxons em um mRNA maduro que codifica uma única proteína. O transcrito maduro sai do núcleo e se associa aos ribossomos para iniciar a tradução.

Como os ácidos nucléicos são metabolizados?

Os ácidos nucleicos não podem servir como fontes de energia, mas são sintetizados de novo a partir de nucleosídeos ou degradados em bases, que finalmente formam o ácido úrico. A decomposição adequada das purinas é fundamental para a saúde; o catabolismo prejudicado leva à gota devido à deposição de cristais de urato.